某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。
Ⅰ．利用如图所示装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。
（1）写出负极的电极反应式：_______ _____。
（2）某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：
假设1：铁参与反应，被氧化生成Fe2＋；
假设2：铁参与反应，被氧化生成Fe3＋；
假设3：__________________________。
（3）为了探究假设1、2，他采取如下操作：
①取0．01 mol/L FeCl3溶液2 mL于试管中，加入过量铁粉；
②取操作①试管的上层清液加入2滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀；
③取少量正极附近溶液加入2滴K3[Fe（CN）6]溶液，未见蓝色沉淀生成；
④取少量正极附近溶液加入2滴KSCN溶液，未见溶液变红。
据②、③、④现象得出的结论是________________________。
（4）该实验原理可应用于防护钢铁腐蚀，请再举一例防护钢铁腐蚀的措施_____________。
Ⅱ．利用如图所示装置做电解50 mL 0．5 mol/L的CuCl2溶液实验。
实验记录：
A．阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色（提示：Cl2氧化性大于IO）；
B．电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。
（1）分析实验记录A中试纸颜色变化，用离子方程式解释：①___ _______；②___________。
（2）分析实验记录B中浅蓝色固体可能是________________（写化学式）
废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金，含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO4·5H2O)及副产物ZnO。制备流程图如下：
已知：Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，pH＞11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算)。
| |
Fe3＋ |
Fe2＋ |
Zn2＋ |
| 开始沉淀的pH |
1.1 |
5.8 |
5.9 |
| 沉淀完全的pH |
3.0 |
8.8 |
8.9 |
请回答下列问题：
（1）由不溶物E生成溶液D的离子方程式为______________________________。
（2）加入ZnO调节pH＝a的目的是___________________,a的范围是 。
（3）检验滤液D中不存在铁离子的实验操作是 。
（4）由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是 。
（5）下列试剂可作为Y试剂的是______。
A．ZnO B．NaOH C．Na2CO3 D．ZnSO4
（6）测定胆矾晶体的纯度（不含能与I-发生反应的氧化性杂质）：准确称取0.5000g胆矾晶体置于锥形瓶中，加适量水溶解，再加入过量KI，用0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液19.40mL。已知：上述滴定过程中的离子方程式如下：2Cu2++4I-＝2CuI（白色）↓+I2，I2+2S2O32-＝2I-+S4O62-。
①胆矾晶体的纯度为_________。
②在滴定过程中剧烈摇动（溶液不外溅）锥形瓶，则所测得的纯度将会________（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。
[实验化学]苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某化学小组用甲苯作主要原料制备苯甲酸，反应过程如下：
甲苯、苯甲酸钾、苯甲酸的部分物理性质见下表：
| 物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
密度/g·cm-3 |
在水中溶解性 |
| 甲苯 |
－95 |
110.6 |
0.8669 |
难溶 |
| 苯甲酸钾 |
121.5～123.5 |
 |
|
易溶 |
| 苯甲酸 |
122.4 |
248 |
1.2659 |
微溶 |
（1）将步骤①得到混合物加少量水，分离有机相和水相。有机相在 （填“上”或“下”）层；实验操作的名称是 。
（2）步骤②用浓盐酸酸化的目的是 。
（3）减压过滤装置所包含的仪器除减压系统外，还有 、 （填仪器名称）。
（4）已知温度越低苯甲酸的溶解度越小，但为了得到更多的苯甲酸晶体，重结晶时并非温度越低越好，理由是 。
（5）重结晶时需要趁热过滤，目的是 。
以钡矿粉（主要成份为BaCO3，含有Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等）制备BaCl2·2H2O的流程如下：
（1）酸浸反应的主要离子方程式为 。
（2）沉淀B主要成分为 ；沉淀C的主要成分是Ca(OH)2和Mg(OH)2。
由图可知，为了更好的使Ca2+沉淀，还应采取的措施为 。
（3）用BaSO4重量法测定产品纯度的步骤为：
步骤1：准确称取0.4～0.6 g BaCl2·2H2O试样，加入100 ml 水，3 ml 2 mol·L-1的HCl溶液加热溶解。
步骤2：边搅拌，边逐滴加入0.1 mol·L-1 H2SO4溶液。
步骤3： ，确认已完全沉淀。
步骤4：过滤，用0.01 mol·L-1的稀H2SO4洗涤沉淀3~4次，直至洗涤液中不含Cl－为止。
步骤5：将折叠的沉淀滤纸包置于 中，经烘干、炭化、灰化后在800℃灼烧至恒重。称量计算BaCl2·2H2O中Ba2+的含量。
①步骤3所缺的操作为 。
②步骤5所用瓷质仪器名称为 。滤纸灰化时空气要充足，否则BaSO4易被残留的炭还原生成BaS，该反应的化学方程式为 。
③有同学认为用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂效果更好，请说明原因 。
[已知：Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10]
某化学探究小组拟用废铜屑制取Cu(NO3)2，并探究其化学性质。
I．如图，用浓HNO3，和过量的废铜屑充分反应制硝酸铜溶液。
（1）写出铜与浓硝酸反应的离子方程式 。
（2）①装置中NaOH溶液的作用是 。
②欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤是蒸发浓缩、 、过滤。
③你认为此装置是否合理，并说明原因 。
如果不合理，同时在原装置上改进；如果合理，只需说明原因。
Ⅱ．为了探究Cu(NO3)2的热稳定性，探究小组按下图装置进行实验。（图中铁架台、铁夹和加热仪器均略去）
【实验装置】
【实验操作及现象】往试管中放入研细的无水Cu(NO3)2晶体并加热，观察到试管中有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末；用U型管除去红棕色气体，在集气瓶中收集到无色气体。
【解释与结论】
（3）①红棕色气体是 。
②根据现象判断Cu(NO3)2在加热条件下可以分解，其化学反应方程式为 。
Ⅲ．利用Cu(NO3)2制备浅绿色的碱式碳酸铜[CuCO3·Cu(OH)2]。
向大试管中加入一定量的碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热，用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤、洗涤、干燥，得到样品。
【实验数据】反应温度对样品的影响
| 实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
| 温度／℃ |
35 |
50 |
70 |
95 |
| 样品颜色 |
深蓝色 |
深蓝色 |
浅绿色 |
暗蓝色 |
| 样品中碱式碳酸铜 的质量分数／% |
90.9 |
92.7 |
x |
92.0 |
（4）滤液中可能含有CO32—，写出检验CO32—的方法 。
（5）95℃时，样品颜色发暗的原因：____ 。
（6）70C时，实验得到2.38 g样品，取此样品加热至分解完全（杂质不分解），得到1.76 g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是 。
工业上以锂辉石（Li2O·Al2O3·4SiO2，含少量Ca，Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工业流程如下：
已知：①Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓)
Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O
②某些物质的溶解度（S）如下表所示。
| T/℃ |
20 |
40 |
60 |
80 |
| S(Li2CO3)/g |
1.33 |
1.17 |
1.01 |
0.85 |
| S(Li2SO4)/g |
34.2 |
32.8 |
31.9 |
30.7 |
（1）从滤渣1中分离出Al2O3部分的流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______________________________。
（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）_____________________________。
（3）最后一个步骤中，用“热水洗涤”的目的是______________________________。
（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中，阳极的电极反应式是_________________________。
②电解后，LiOH溶液浓度增大的原因_____，b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是_______。
（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+Li
LiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+，试写出该电池放电时的正极反应：__________________。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)当电解池两极共有4480mL气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为__________________。
粤公网安备 44130202000953号